Рама автомобиля и все,что нужно о ней знать
Содержание:
- Трехобъемные
- Изготовление прицепа
- Принцип действия тормозной системы
- Центральная часть несущего кузова
- Принцип действия зажигания
- Несущее днище
- Работа частей трансмиссии
- Работа мотора
- Двигатель
- Переднемоторная компоновка VS заднемоторная
- Типы стали в конструкции несущего кузова
- Однообъемные
- Салон
- Назначение кузова
- Работа мотора
- Benz Patent-Motorwagen
Трехобъемные
Они характеризуются обособленным моторным отсеком и багажным отделением. Преимуществом выступает легкий доступ к деталям, что сделало конструкцию классической. Однако она предполагает небольшие возможности для видоизменения. Популярные типы трехобъемных моделей следующие:
- седан;
- купе;
- пикап;
- лимузин;
- кабриолет, родстер, брогам и тарга.
Седан
Отличительные черты конструкции кузова легкового автомобиля седан – явно выступающее багажное и моторное отделение, 4 двери и 2 ряда сидений. Высота крыши всего салона одинакова. Сзади авто отсутствует подъемная дверь. Такая компоновка удобна для перевозок пассажиров, что сделало ее популярной. Многие производители разделяют седан на подклассы. Одним из таких является класс удлиненной машины (маркировка L). Обычно удлиненные части встречаются у седанов бизнес-класса. К ним относятся таун-кары – седаны с увеличенной высотой крыши.
Купе
Особенность – две удлиненные двери. Обычно кузов легковушки комплектуется двумя сиденьями, но в некоторых случаях задняя часть оснащается двумя дополнительными пассажирскими местами. В отличие от двухдверного седана, эти места неудобны и не рассчитаны на длительные поездки. Форма крыши купе всегда покатая, с уклоном назад, что улучшает аэродинамические характеристики машины.
Авто такого типа относятся к спортивному классу, поэтому представлены в основном высокой ценовой категорией. Они комплектуются двигателем большой мощности, усиленной подвеской и низким клиренсом для улучшения ходовых характеристик. Эти машины очень изящны, что также добавляет им престижа.
Авто с открытым верхом
Такие автомобили особенно популярны в странах с жарким климатом. Машина без крыши – оригинальное и престижное решение. К этим классам также относятся модели с откидной крышей. К таким типам устройств относятся:
- кабриолет;
- ландо;
- фаэтон;
- родстер;
- брогам.
Кузов кабриолет – классический вид машин без крыши или с откидным устройством. Проектируется на основе «Купе», реже – «Седана», обладает рамной конструкцией подобного вида. Чаще всего данный класс машин комплектуется мягкой откидной крышей.
Класс кузовов фаэтон – авто с откидной мягкой крышей. Отличие от кабриолета – полное отсутствие рамной конструкции над салоном. Благодаря этому окна боковых дверей в таких машинах являются съемными. Фаэтоны – наиболее открытые автомобили. Классические фаэтоны – правительственные авто без крыши с тремя рядами сидений, предназначенные в первую очередь для парадов. В настоящее время виды на удлиненной колесной базе без крыши не выпускаются.
Кузов родстер – открытый, на укороченной базе с двумя дверями. Такие автомобили также отличаются разборными боковыми стеклами или полным их отсутствием, мягкой крышей. Родстер без крыши называется спайдером. Исторически родстеры, кроме основных комфортабельных сидений, комплектовались дополнительным откидным, получившим в народе название «тещино место». Современные родстеры часто представлены спорткарами, в числе которых находится Lada Revolution.
Разновидность родстера, укомплектованная жесткой дугой сзади сидений, называется таргой. Автомобили также обладают съемными боковыми окнами и не имеют боковых рамных конструкций, но чаще комплектуются жесткой съемной или разборной крышей.
Пикап
Автомобили пикап – трехобъемные. Основная черта моделей – открытый багажник. Они предназначены не только для езды, но и для перевозки большого объема грузов.
Первоначально пикапы были распространены в северной Америке среди фермеров и простых людей, позже получили распространение по Европе и всему миру. Современный пикап – комфортабельная машина, созданная на базе внедорожника. Существуют как двухдверные, так и четырехдверные авто с комфортабельной кабиной.
Особенностями пикапов являются:
- высокая мощность;
- высокая проходимость;
- большой объем двигателя;
- просторная, комфортабельная кабина.
Лимузин
Данный вид машин предназначен для представительского класса и отличается повышенным уровнем комфорта, тип кузова создан на основе концепции седана. Конструкция лимузина – легковой автомобиль на удлиненной базе с обязательной перегородкой между водителем и пассажирами. Комплектуется 2 или даже 3 рядами сидений, 4 дверьми. Именно жесткая перегородка отличает данный класс от удлиненного седана.
Классические лимузины создавались на базе седана, однако, в настоящее время имеются и авто на базе внедорожников. Встречаются лимузины довольно редко, отчего являются еще более эффектными.
Изготовление прицепа
Прицеп из задней части автомобиля Субару
Достать битую машину для изготовления прицепа из второй половины не так сложно. Допустим, появилась информация, что сосед гаражного кооператива утилизирует авто. Нельзя упускать редкий случай, так как далеко ходить не надо. Второй вариант – это выкупить по дешевке на разборе. Определять цену будет дельный разговор. В лучшем случае достанется за бесценок. Идеальный вариант, но не для брезгливых, обнаружить будущий прицеп из задней части автомобиля на свалке автомобилей. Расходы придутся только на транспортировку.
Составление чертежа
Эскиз устройства содержит основные элементы:
- Часть кузова до двух метров.
- Два крыла.
- Колеса.
- Самостоятельно спроектированное дышло и прицепной механизм.
Если не хватает таланта художника, но хочется созерцать полноценную картинку до начала изготовления, необходимо прибегнуть к следующему способу. Сделать цветные фотографии, желательно ровные, в плоскостях со всех сторон. Здесь ничего придумывать не надо. Оптика, бампер и багажник перед глазами. Далее, есть два пути:
- Обрезать фото в программе. Там же дорисовать дышло и передний борт.
- Распечатать фотографию, разделить ножницами в нужном месте.
Изготовление рамы и соединительного узла
По сути, рама уже готова. Вероятно, резка лонжеронов пройдет дольше, нежели резка кузова, хотя корпус не должен пострадать из эстетических соображений. Ювелирная работа обрезным диском предполагает технику безопасности:
- Защитные очки.
- Комбинезон из плотной ткани.
- Перчатки.
- Удлинители с влагозащитными крышками.
Изготовление дышла подразумевает некоторые знания слесаря о распространенных конструкциях:
- Съемное дышло или несъемное.
- Т-образное или V-образное
-
Удлиненное или на шарнире (самосвальная система).
Соединительная муфта
При изготовлении сцепной головки с нуля из подручных материалов требуется помощь квалифицированного сварщика и понятный ему детальный чертеж. Оснащение сцепного узла тормозом наката заставит поискать необходимые шайбы и рычаг. В любом случае совместная работа со специалистом будет продуктивнее.
Легкий вариант-покупка сцепной головки. Остается только просверлить отверстие для крепления в дышле.
Монтаж оси прицепа
Ходовая часть заставит серьезно задуматься. Дело в том, что задний мост автомобиля тяжелый, а это скажется на грузоподъемности прицепа. С другой стороны, нарушая готовую конструкцию, автолюбитель обрекает себя на дополнительные сварочные работы, поиск оси и на процент неуверенности в действиях. Поскольку цель самодельного легкового прицепа из автомобиля – дизайн автопоезда, то чаще подвеску оставляют «родную».
Монтаж бортов и днища
Обрезка лишнего железа требует точности и усердия. В зависимости от открытого или закрытого типа будущего прицепа автомобилисты переоснащают крылья, предварительно срезав старые. Попасть в прицеп из машины можно через стандартную дверь, а перевозка крупногабаритных грузов подразумевает открытый верх.
Монтаж электрики
В закрытом прицепе внутренняя отделка может похвастаться некоторой роскошью:
- Звукоизоляционное или ковровое покрытие.
- Светодиодная иллюминация.
Оптика прицеп из задней части автомобиля
Электрика не стоит на особом положении. Штатная оптика коммутируется в вилку фаркопа.
Принцип действия тормозной системы
Это одна из главных систем в транспортном средстве. При ее неисправности управление автомобилем становится опасным, более того, управление ТС в этом случае запрещено ПДД.
Гидравлический тормозной привод состоит из следующих элементов:
- тормозные цилиндры колес;
- педаль;
- вакуумные усилители;
- тормозные трубки;
- главный тормозной цилиндр с бачком.
Нажатием на педаль тормоза, водитель приводит в движение поршень главного тормозного цилиндра. Поршень выдавливает в трубопроводы к тормозным механизмам жидкость, за счет чего они оказывают сопротивление вращению колес. Так выглядит процесс торможения.
Тормозные механизмы фрикционного типа – самый распространенный вариант. Такие механизмы бывают двух видов – барабанные и дисковые. Раньше, традиционно барабанные тормоза устанавливались на задние колеса, а дисковые на передние. Сейчас же многие производители на все 4 колеса устанавливается один вид.
Барабанные
Конструкция представляет собой две колодки, тормозной цилиндр и пружину, размещенные внутри барабана на щите. На колодках крепятся фрикционные накладки.
При поступлении жидкости в цилиндр поршни, расходясь, раздвигают колодки. Они плотно соприкасаются с вращающимся на ступице тормозным барабаном и тормозят его.
Дисковые
Устройство состоит из диска, закрепленного на ступице колеса и суппорта, который закреплен на подвеске. В суппорте находятся две тормозные колодки и цилиндры.
Поршни рабочих цилиндров при торможении прижимают с помощью гидравлики к вращающемуся диску тормозные колодки, останавливая их.
Сложное, на первый взгляд, устройство автомобиля на самом деле оказалось гораздо проще, чем каждый себе представляет. Даже поверхностные знания конструкции автомобиля и основных его частей способны помочь автомобилисту не только правильнее управлять транспортным средством, но и вовремя распознать поломку и своевременно ее устранить.
Центральная часть несущего кузова
Срез панели приборов показывает усиление, увеличивающее безопасность салона при аварии.
Центральная часть кузова (салон) окружена усиленными панелями для безопасности водителя и пассажиров. Боковая центральная стойка имеет внутри усиление, двери имеют усилители внутри и сами являются достаточно прочной конструкцией, за панелью приборов находится усиленная конструкция, крыша обычно имеет усиленную поперечину, сберегающую салон при перевороте.
- Стойки кузова – это вертикальные элементы, которые удерживают конструкцию крыши и защищают салон кузова в случае переворота автомобиля. Стойки кузова состоят из внешних лицевых частей и внутреннего усиления из высокопрочной стали. В конструкции кузова типа «седан» имеется 3 типа стоек кузова (передние, средние или боковые и задние стойки, переходящие в задние крылья). Передние стойки кузова переходят в рамку лобового стекла. Центральные стойки удерживают конструкцию крыши между передними и задними дверями. Они помогают усилить крышу и обеспечивают места крепления шарниров задних дверей. Средние стойки кузова распределяют нагрузки с нижней части кузова к верхней и предотвращают сжатие боковых частей при боковых ударах, защищая салон кузова. Задние стойки кузова удерживают заднюю часть крыши и переходят в задние крылья. Они, также, являются посадочным местом для заднего стекла.
- Боковая панель является общей конструкцией, в которой передний и задний проём дверей сделан одним элементом, без сваривания частей. Такое устройство даёт преимущество в меньшей подверженности коррозии.
- Пороги – это усиленные конструкции, которые находятся в нижней части дверных проёмов. Они соединяются контактной сваркой с фланцами днища. Внутри лицевой части порогов расположено усиление. Пороги удерживают нижнюю часть средних стоек и служат боковой поддержкой для днища.
- Задняя «полка» — это панель, расположенная за задними сидениями, под задним стеклом.
- Задняя перегородка разделяет салон кузова и багажное отделение (на седанах).
- Двери имеют составную конструкцию. Они состоят из внешней панели, внутреннего усилителя и части, на которой крепятся стеклоподъёмники и другие элементы дверей, включая обшивку.
Панель крыши закрывает центральную часть кузова и удерживается на стойках кузова. Панель крыши является одной из самых больших панелей кузова и, в то же время, представляет собой очень простую конструкцию. Жёсткость крыше придаёт её форма, а также усилители, которые располагаются с обратной стороны и приклеиваются к ней. Крыша, переходящая в заднее крыло приваривается при помощи латуни или кремнистой бронзы. Этот тип соединения позволяет делать длинный ровный шов, даёт эластичность и хорошо противостоит нагрузкам и вибрациям, воздействующим на это место кузова. К тому же, такое соединение меньше подвержено коррозии.
Принцип действия зажигания
Совокупность приборов, отвечающая за появление искры в необходимый момент, именуется системой зажигания и является частью электрооборудования. Нормальная работа бензинового двигателя невозможна без системы зажигания. Выделяют три основных вида систем зажигания, схожих по принципу действия, но различающихся по конструкции.
Виды:
- электронная;
- контактная;
- бесконтактная.
Устройство системы зажигания
Источник питания
Когда машину заводят, источником питания выступает аккумулятор, после, эта функция передается генератору (во время работы двигателя).
Замок зажигания
Устройство, использующееся для передачи напряжения.
Накопитель
Устройство необходимое для накопления необходимой энергии. Бывают индукционные (в виде катушки) и емкостные накопители.
Распределитель энергии
Система представляет собой блок и коммутатор. Распределитель может быть электронным либо механическим. Отвечает за подачу энергии.
Свеча
Фарфоровый изолятор с двумя электродами, расположенными близко друг с другом. Отвечает за создание искры для воспламенения.
Основные этапы работы зажигания:
- накопление и подача необходимого уровня заряда;
- высоковольтное преобразование;
- момент распределения;
- образование искры;
- воспламенение топлива.
Несущее днище
Несущее основание автомобиля — это промежуточный этап между рамной конструкцией и несущим кузовом. В этом варианте рама объединяется с полом кузова. Самым массовым и самым известным обладателем несущего днища является германский «Фолькваген Жук», у которого кузов крепился к плоской панели пола на болтах. Также по схожему принципу выполнен другой массовый автомобильчик из соседней Франции — Renault 4СV аналогичной с «Жуком» заднеприводной компоновки.
Такая конструкция достаточно технологична при крупносерийном производстве, и притом удается обеспечить низкий центр тяжести машины и низкий уровень пола в салоне. У большинства современных автобусов днище также является несущим, только кузов к нему приваривается, а не прикручивается.
Работа частей трансмиссии
Сцепление служит для того чтобы разъединять коробку передач (КП) от двигателя, затем их плавно соединять при переключении передач и при трогании с места.
КП меняет крутящий момент, передаваемый от коленчатого вала к карданному. Блок КП отключает соединение мотора с карданной передачей настолько, насколько это необходимо для движения автомобиля задним ходом.
Главной функцией карданной передачи является передача крутящего момента от КП к главной передаче под разным углом.
Основной функцией главной передачи является передача крутящего момента под углом в девяносто градусов от карданного вала через дифференциал к приводным валам основных колес.
Дифференциал вращает ведущие колеса с различной частотой при поворотах и неровной поверхности.
Работа мотора
Чтобы лучше понять принцип работы, нужно в деталях разобрать, из чего состоит двигатель автомобиля.
Корпусом является блок цилиндров. Внутри него находятся каналы, охлаждающие и смазывающие мотор.
Поршень — это не что иное, как пустотелый металлический стакан, наверху которого находятся канавки колец.
Поршневые кольца, расположенные внизу, маслосъемные, а наверху — компрессионные. Последние обеспечивают хорошее сжатие и компрессию воздушно-топливной смеси. Их применяют как для достижения герметичности камеры сгорания, так и в качестве уплотнителей для предотвращения попадания туда масла.
Кривошипно-шатунный механизм ответственен за возвратно-поступательную энергию движения поршней на коленчатый вал.
Итак, понимая из чего состоит автомобиль, в частности, его двигатель, разберемся в принципе работы. Топливо сперва попадает в камеру сгорания, перемешивается там с воздухом, свеча зажигания (в бензиновом и газовом вариантах) выдает искру, воспламеняя смесь, или же смесь воспламеняется сама (в дизельном варианте) под действием давления и температуры. Сформированные газы заставляют поршень двинуться вниз, передавая движение коленчатому валу, из-за чего он начинает вращать трансмиссию, где движение передается колесам передней, задней оси или обеим сразу, в зависимости от привода. Немного позже коснемся и того, из чего состоит колесо автомобиля. Но обо всем по порядку.
Двигатель
Главная классификация силовых агрегатов автомобилей проходит по типу потребляемого топлива. Сегодня это бензин, дизельное топливо (солярка) и газ. Гибридные автомобили использую два вида моторов: ДВС и электродвигатель. Электромобили используют только заряд аккумуляторной батареи.
Главные элементы ДВС независимо от типа используемого топлива:
- блок цилиндров;
- кривошипно-шатунный механизм;
- поршни, кольца;
- ГРМ.
Неправильно говорить, что в ДВС есть главные и второстепенные элементы. Выход из строя самой даже незначительной детали — втулки, сальника, кольца — может привести к блокировке работы всего агрегата.
Переднемоторная компоновка VS заднемоторная
Уже давно было выяснено, что переднемоторная компоновка – это практично, надежно и удобно, к тому же такое расположение двигателя обеспечивает легкий доступ к моторному отсеку и дает возможность наделять автомобиль просторным салоном. Эти автомобили безопасны, их не заносит на поворотах, они имеют лучшее сцепление с дорогой, в том числе при движении по скользкому покрытию. Заднемоторным они проигрывают лишь в наборе скорости и общей производительности. Переднее размещение двигателя также наделяет автомобиль увеличенным тормозным путем из-за смещенного вперед центра тяжести.
В противовес этому, авто, у которых двигатель сзади, обладают центром тяжести, смещенным назад, что дает возможность машине намного быстрее разгоняться, наделяет ее лучшей проходимостью и способностью преодолевать крутые подъемы, однако, «тяжелый зад» приводит к так называемой избыточной поворачиваемости, опасным заносам и плохому сцеплению с дорожным покрытием.
И хотя некоторое время считалось, что заднемоторная компоновка целесообразна для применения на спорткарах, сейчас и там от нее уже отказались, придя к «золотой середине» – среднемоторному размещению двигателя перед задней осью.
Правда, изредка, ради экономии, производители и сегодня устанавливают двигатель сзади на недорогих и маленьких авто, с целью придать им лучшую проходимость и динамичность при маломощном моторе. Так, в свое время все отмечали отличную вездеходность «запорожца», которую и обуславливала заднемоторная компоновка.
Типы стали в конструкции несущего кузова
Сталь по-прежнему самый часто используемый материал при изготовлении различных видов транспорта. При изготовлении силовых элементов несущего кузова применяется высокопрочная сталь, высокопрочная низколегированная сталь и сверхпрочная сталь. Предел прочности такой стали в 2–4 раза больше обычной, низкоуглеродистой стали. Штампование ещё больше усиливает прочность панелей. Применение высокопрочной стали, позволило автопроизводителям уменьшить толщину листового металла при изготовлении структурных элементов без ухудшения прочности кузова.
На некоторых современных автомобилях структурные элементы кузова могут быть сделаны, из комбинации разных типов стали. Лазером сваривается сталь разной толщины и прочности. Получается одна цельная панель.
Однообъемные
Кузова данного типа не имеют выступающих частей и представляют цельнометаллическую конструкцию. Моторный и багажный отсеки слиты с салоном машины в один блок. К этому классу относится большинство автобусов. Среди легковых авто они представлены самыми молодыми классами:
- минивэн;
- микровэн;
- компактвэн.
Минивэн
Кузов минивэна представляет собой однообъмную конструкцию длиной не менее 4,5 метра. Эта машина совмещает в себе комфорт универсала и вместимость фургона. Большой объем позволяет разместить третий ряд сидений и делает их идеальными семейными автомобилями. По виду кузова минивэн напоминает микроавтобус с отличием в том, что вмещает не более 8 посадочных мест.
Компактвэн
Компактвэн – уменьшенный вариант минивэна. Часто вмещает 3 ряда сидений. При этом отличается меньшим объемом салона и багажника, но выигрывает в маневренности.
Микровэн
Эту разновидность часто причисляют к хэтчбеку. По большей части характеристик автомобили похожи на однообъемные машины этого класса. Отличительная черта – большая высота пассажирской части, обеспечивающая комфорт находящимся в салоне, что особенно приятно в дальних поездках.
Салон
В салоне размещаются органы управления автомобилем, а также устройства и приспособления, которые обеспечивают комфорт, удобство и безопасность во время движения автомобиля.
Внешняя часть кузова окрашивается заводом изготовителем автомобиля. Для покраски автомобиля необходимо придерживаться технологии покраски кузова автомобиля.
Технология покраски кузова современного легкового автомобиля это сложный и трудоемкий процесс, который состоит из нескольких основных этапов: подготовка кузова к покраске, грунтовка кузова, сушка кузова, нанесение основного слоя краски. Соблюдение правильной технологии покраски кузова гарантирует высокую антикоррозийную стойкость кузова, учитывая неблагоприятные условия эксплуатации автомобиля.
К устройству кузовов легковых автомобилей предъявляются не только эстетические требования, но и аэродинамические, так как при движении легкового автомобиля с большой скоростью значительная часть мощности его двигателя расходуется на преодоление сопротивления воздуха. Чтобы уменьшить сопротивление, кузову необходимо придать обтекаемую форму.
Назначение кузова
Кузов автомобиля является самой дорогостоящей деталью автомобиля. Кузов автомобиля может быть как несущей системой, так и отдельным ее элементом. Кузов современного легкового автомобиля состоит из моторного отсека, пассажирского салона и багажника.
Кузов выполняет функцию несущего элемента современного легкового автомобиля. В кузове размещен салон автомобиля и на кузов устанавливается ходовая часть, трансмиссия, двигатель, механизмы управления, электро- и дополнительное оборудование. На кузов также замыкается «минус» электрической цепи. В основном кузов автомобиля изготавливается из металла, но бывают и исключения, когда используется специальная крепкая пластмасса.
Работа мотора
Чтобы лучше понять принцип работы, нужно в деталях разобрать, из чего состоит двигатель автомобиля.
Корпусом является блок цилиндров. Внутри него находятся каналы, охлаждающие и смазывающие мотор.
Поршень — это не что иное, как пустотелый металлический стакан, наверху которого находятся канавки колец.
Поршневые кольца, расположенные внизу, маслосъемные, а наверху — компрессионные. Последние обеспечивают хорошее сжатие и компрессию воздушно-топливной смеси. Их применяют как для достижения герметичности камеры сгорания, так и в качестве уплотнителей для предотвращения попадания туда масла.
Кривошипно-шатунный механизм ответственен за возвратно-поступательную энергию движения поршней на коленчатый вал.
Итак, понимая из чего состоит автомобиль, в частности, его двигатель, разберемся в принципе работы. Топливо сперва попадает в камеру сгорания, перемешивается там с воздухом, свеча зажигания (в бензиновом и газовом вариантах) выдает искру, воспламеняя смесь, или же смесь воспламеняется сама (в дизельном варианте) под действием давления и температуры. Сформированные газы заставляют поршень двинуться вниз, передавая движение коленчатому валу, из-за чего он начинает вращать трансмиссию, где движение передается колесам передней, задней оси или обеим сразу, в зависимости от привода. Немного позже коснемся и того, из чего состоит колесо автомобиля. Но обо всем по порядку.
Benz Patent-Motorwagen
Первый запатентованный автомобиль, разработанный и построенный немецким инженером Карлом Бенцем, представлял собой коляску с сиденьем, тремя колесами и расположенным сзади одноцилиндровым бензиновым двигателем. Выпускалась машина с 1885 по 1893 годы.
Motorwagen обладал объемом мотора в 0,954 л, что при 250 об/мин позволяло развивать мощность в 0,66 л. с. Первая автоколяска была сравнительно доступна: за нее просили 600 марок (примерно 4000 долларов в современных реалиях). Автомобиль выпускался 13 лет, всего за это время было продано 25 единиц техники.
Это авто стало началом истории самого старого и уважаемого автоконцерна Daimler. Впоследствии немецкие инженеры не раз возвращались к классической заднемоторной конструкции: идея была реализована в раритетном Mercedes-Benz 130 и современном Smart.